課程設(shè)計成果說明書步進輸送機

1、課程設(shè)計成果說明書題 目： 步 進 輸 送 機 學 院： 機電工程學院 摘要:步進式輸送機是一種能夠?qū)崿F(xiàn)間歇運動的輸送工件，應(yīng)用十分廣泛。步進式輸送機能間歇的輸送工件。電動機通過傳動裝置、工作機構(gòu)驅(qū)動滑架往復(fù)移動。工作行程是滑架上的輸送爪推動工件前移一個步長，當滑架返回時，由于輸送爪與軸間裝有彈簧，因此輸送爪從工件低面滑過，工件保持不動。當滑架再次向前推進時，輸送爪已復(fù)位，并推動新的工件前移。該系統(tǒng)由電動機驅(qū)動，通過帶蝸桿減速將運動傳給齒輪，再由各級齒輪進行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。最后利用齒輪和連桿將運動傳給輸送架。關(guān)鍵字:連桿 蝸桿 齒輪設(shè)計任務(wù)書設(shè)計某自動生產(chǎn)線的一部分步進送料機。如圖25所

2、示，加工過程要求若干個相同的被輸送的工件間隔相等的距離a，在導(dǎo)軌上向左依次間歇移動，即每個零件耗時t1移動距離a后間歇時間t2。考慮到動停時間之比K=t1/t2之值較特殊，以及耐用性、成本、維修方便等因素，不宜采用槽輪、凸輪等高副機構(gòu)，而應(yīng)設(shè)計平面連桿機構(gòu)。圖 1 步進送料機目錄摘要ii關(guān)鍵字ii設(shè)計任務(wù)書ii第一章 總論及要求21.1 設(shè)計要求21.2 工作原理及工藝動作流程圖2第二章 動力源的選擇42.1常用電動機的類型及特點42.2原動機的選擇4第三章 傳動機構(gòu)的設(shè)計53.1 基本傳動機構(gòu)的特點53.2傳動機構(gòu)的選擇6第四章 執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計74.1執(zhí)行機構(gòu)7第五章 機械運動系統(tǒng)方案的擬

3、定95.1形態(tài)學矩陣95.2方案的擬定9第六章 機械運動方案評價116.1評價方案表11第七章 機構(gòu)運動簡圖13第八章 機構(gòu)運動循環(huán)圖148.1運動循環(huán)圖14第九章 機構(gòu)的運動分析及尺度的確定149.1機構(gòu)的運動分析及尺寸確定14結(jié)束語17參考文獻17第一章 總論及要求1.1 設(shè)計要求電機驅(qū)動，即必須有曲柄。輸送架平動，其上任一點的運動軌跡近似為虛線所示閉合曲線（以下將該曲線簡稱為軌跡曲線）。軌跡曲線的AB段為近似的水平直線段，其長度為a，允差±c（這段對應(yīng)于工件的移動）；軌跡曲線的CDE段的最高點低于直線段AB的距離至少為b，以免零件停歇時受到輸送架的不應(yīng)有的回碰。有關(guān)數(shù)據(jù)見表1-

4、1表1-1 設(shè)計數(shù)據(jù) 方案號 a c b t1 t2 /mm /mm /mm /s /s A 300 20 50 1 21.2 工作原理及工藝動作流程圖步進送料機的工作原理分解如圖2所示圖2步進式輸送機能間歇的輸送工件。電動機通過傳動裝置、工作機構(gòu)驅(qū)動滑架往復(fù)移動。工作行程是滑架上的輸送爪推動工件前移一個步長，當滑架返回時，由于輸送爪與軸間裝有彈簧，因此輸送爪從工件低面滑過，工件保持不動。當滑架再次向前推進時，輸送爪已復(fù)位，并推動新的工件前移。該系統(tǒng)由電動機驅(qū)動，通過帶蝸桿減速將運動傳給齒輪，再由各級齒輪進行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。最后利用齒輪和連桿將運動傳給輸送架。第二章 動力源的選擇2.1常

5、用電動機的類型及特點常用電動機的類型及特點如圖2-1所示原動機類型主要特點三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜、體積小、運行可靠、維護方便、堅固耐用；能保持恒速運行及經(jīng)受較頻繁啟動，反轉(zhuǎn)及制動；但啟動轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難，一般機械系統(tǒng)中應(yīng)用最多。同步電動機能在功率因子cos=1的狀態(tài)下運行，不從電網(wǎng)吸收無功功率，運行可靠，保持恒速運行；但結(jié)構(gòu)較異步電動機復(fù)雜，造價較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)，適用于大功率離心式水泵和通風機等。直流電動機能在恒功率下進行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，維護工作量大；機械特性較軟、需要直流電源。控制電動機能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬

6、廣而平滑的調(diào)速范圍和快速影響力，其理想的機械特性和調(diào)速特性均為直線，廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域，2.2原動機的選擇經(jīng)過計算與討論，最終我們選擇轉(zhuǎn)速為960r/min的電動機，因為經(jīng)過比較在此轉(zhuǎn)速下的電動機能夠充分滿足動力要求而且不會造成機器的浪費。根據(jù)相應(yīng)參數(shù)要求，決定選擇用Y系列三相異步電動機，經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132型號電動機。第三章 傳動機構(gòu)的設(shè)計3.1 基本傳動機構(gòu)的特點連桿傳動凸輪傳動齒輪傳動帶傳動優(yōu)點適用于寬廣的載荷范圍，可實現(xiàn)不同的運動軌跡，可用于急回、增力，加大或縮曉行程。 缺點設(shè)計復(fù)雜，不宜高速度運動。 既可為傳動機構(gòu)又可做為執(zhí)行機構(gòu)。優(yōu)點能實現(xiàn)各種運動規(guī)律，

7、機構(gòu)緊湊。缺點易磨損，主要用于運動的傳遞。 主要用于執(zhí)行機構(gòu)。優(yōu)點傳動比準確，外廓尺寸小，功率高，壽命長，功率及速度范圍廣，適宜于短距離。 缺點制造精度要求高。主要用于傳動優(yōu)點中心距變化范圍廣，可用于長距離傳動，可吸振，能起到緩沖及過載保護。 缺點有打滑現(xiàn)象，軸上受力較大。 常用于傳動鏈的高速端。3.2傳動機構(gòu)的選擇由于對輸出構(gòu)件的運動時間有嚴格要求，可以在電機輸出端先采用齒輪機構(gòu)進行減速。如果再加一級渦輪蝸桿減速，會使機構(gòu)更加緊湊。電動機驅(qū)動，通過蝸輪蝸桿減速將運動傳給齒輪，再由各級齒輪進行減速使其轉(zhuǎn)速符合要求。第四章 執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計4.1執(zhí)行機構(gòu)方案1：連桿機構(gòu) 此機構(gòu)能夠滿足運動軌跡的

8、要求，也能實現(xiàn)工件在工作臺上的間歇運動，也能滿足設(shè)計要求的時間間隔。此方案可行。方案2：凸輪搖桿機構(gòu)圖3.2 凸輪搖桿機構(gòu)此機構(gòu)雖然能夠滿足運動軌跡的要求，但由于該機構(gòu)有凸輪機構(gòu)，導(dǎo)致在機構(gòu)的運動路線的計算時非常復(fù)雜，而且凸輪機構(gòu)易磨損，機構(gòu)的平衡性不好，導(dǎo)致在機構(gòu)運動時，產(chǎn)生很大的噪聲，而且構(gòu)件會損壞的非常快，所以舍棄這個方案方案3：采用齒輪與齒條的配合圖3.4 齒輪與齒條配合該機構(gòu)雖然能實現(xiàn)工件在工作臺上的間歇運動，也能滿足設(shè)計要求的時間間隔，但該機構(gòu)的傳送裝置為環(huán)狀的傳送帶，不滿足得及要求的曲線，所以該方案舍棄。第五章 機械運動系統(tǒng)方案的擬定5.1形態(tài)學矩陣功能元功能元解12345動力源

9、電動機A1汽油機A2柴油機A3液壓機A4汽動馬達A5減速1蝸桿傳動B1鏈傳動B2帶傳動B3齒輪傳動B4擺線針輪轉(zhuǎn)動B5減速2蝸桿傳動C1鏈傳動C2帶傳動C3齒輪傳動C4擺線針輪轉(zhuǎn)動C5執(zhí)行機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)D1槽輪機構(gòu)D2曲柄滑塊機構(gòu)D3凸輪機構(gòu)D4連桿機構(gòu)D5其中列出較為理想的： A1+B1+C4+D55.2方案的擬定方案其傳動裝置由齒輪和蝸桿構(gòu)成，執(zhí)行機構(gòu)由對襯得連桿構(gòu)成。方案B其傳動裝置由斜齒輪和齒輪構(gòu)成，執(zhí)行機構(gòu)由連桿構(gòu)成。第六章 機械運動方案評價6.1評價方案表評價方案()序號評價項目評價等級評價尺度（評價分數(shù)）1功能目標完成情況很好好較好不太好不好1085302工作原理的先進性先進

10、較先進一般落后108403系統(tǒng)的工作效率高較高一般低108404系統(tǒng)機械傳動的精度高較高一般低108405系統(tǒng)的復(fù)雜程度簡單較復(fù)雜復(fù)雜108506系統(tǒng)方案的可靠性可靠較可靠一般不可靠108407系統(tǒng)方案的新穎性新穎較新穎一般不新穎108408系統(tǒng)方案的實用性實用一般不實用10509系統(tǒng)方案的經(jīng)濟成本低較低高較高1084010系統(tǒng)方案的環(huán)保問題好較好不好1050項目方案累計得分a101085103b8885107方案評價（2）“”：“很好”，“”：“好”，“”：“不好”。方案評價標準方案a方案b成本低+便于加工+結(jié)構(gòu)簡單+便于方便 +操作方便+總計8“+”5個“+”顯而易見，綜上所評方案A為最佳

11、方案。第七章 機構(gòu)運動簡圖此機構(gòu)利用了虛約束，增強了動力傳遞的穩(wěn)定性，同時也可以延長搖桿機構(gòu)的使用壽命。另外，渦輪蝸桿減速器可以有效平穩(wěn)的傳遞電動機的動力，不足的是渦輪蝸桿的傳遞速度較慢。第八章 機構(gòu)運動循環(huán)圖8.1運動循環(huán)圖a桿的轉(zhuǎn)角為運動循環(huán)如圖所示第九章 機構(gòu)的運動分析及尺度的確定9.1機構(gòu)的運動分析及尺寸確定1. 因為執(zhí)行構(gòu)件（即輸出構(gòu)件）要滿足如下的運動軌跡，所以運動構(gòu)件必須要滿足如圖的運動路徑。圖5.1運動軌跡2.考慮到行程速比系數(shù)（動停時間之比），計算四桿機構(gòu)的極位夾角=180*（k-1）/(k+1)=180*（0.5-1）（0.5+1）=-60；由作圖法可求的桿件尺寸：設(shè)計要求

12、步進輸送距離a=300mm，利用各鉸鏈之間相對運動的幾何關(guān)系知，連桿與遙感鉸接點步進距離為200mm. 可求得曲柄長度為66mm 連桿長164mm 搖桿長 540mm 蝸桿的參數(shù)確定：由蝸桿的分度圓直徑預(yù)期模數(shù)的匹配標準系列可知：模數(shù)為2的時候，分度圓直徑可選為22.4。表4 主要參數(shù) 齒數(shù)z1 模數(shù) 壓力角 分度圓直徑 數(shù)值 1 2 20 22.4由以上參數(shù)可知該減速機構(gòu)的傳動比為z2/z1=60齒輪的參數(shù)與尺寸由方案可知：輸出構(gòu)件每分鐘循環(huán)運動的次數(shù)為：60/（2+4）=10次根據(jù)齒輪的標準模數(shù)系列表：第1系列1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 810 12 16 20 25

13、 32 40 50 第2系列 1.75 2.25 2.75 （325） 3.5 （3.75） 4.55.5 （6.5） 7 9 (11) 14 18 22 2836 45可得由于小齒輪與蝸桿連在同一軸上，所以這兩個齒輪的轉(zhuǎn)速w與渦輪的轉(zhuǎn)速一致。該直齒圓柱齒輪組的參數(shù)為主要參數(shù) 齒數(shù) 模數(shù) 壓力角 分度圓直徑 大齒輪 80 1 20 80小齒輪 50 1 20 50動力由小齒輪傳動到大齒輪上，傳動比為80/50=1.6所以小齒輪的轉(zhuǎn)速w為 W=960r/min/60/1.6=10r/min即在一分鐘內(nèi)，小齒輪轉(zhuǎn)動10周，所以連桿a也轉(zhuǎn)動10周，即該連桿機構(gòu)循環(huán)運動10周，等于設(shè)計要求的轉(zhuǎn)速。故該傳動系的設(shè)計是合理且符合要求的。結(jié)束語緊張的課程設(shè)計順利結(jié)束了。在這設(shè)計過程中，我從原來對本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎(chǔ)知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握.并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,也鍛煉了自己的思維能力。為我以后的學習打下了扎實的基礎(chǔ)。與此同時，此次設(shè)計的完成，對以后設(shè)計畢業(yè)設(shè)計也奠定了良好的基礎(chǔ)。最后，非常感謝指導(dǎo)老師的關(guān)心與指導(dǎo)以及其他同學的協(xié)作！參考文獻【1】王知